JP2712364B2 - プリンタにおける印刷用紙厚測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、プリンタにセットされた印刷用紙の厚みを
測定するための装置に関する。

（従来技術） ワイヤドット式や熱転写式のプリンタにおいては、印
字ヘッドと印刷用紙との間隙長により印字濃度が変化す
るため、通常印刷用紙の厚みを検出し、この検出信号に
より印字ヘッドを搭載しているキャリッジを移動させて
印字ヘッドとプラテンとの距離、いわゆるプラテンギャ
ップを調整することが行われている。

このためには、印刷用紙の用紙厚を検出する手段が必
要となるが、この手段として特開昭51−27956号公報に
示されたように、印刷用紙を透過する光量の変化から用
紙厚を検出するものが提案されている。

（解決すべき問題点） しかしながら、印刷用紙を透過した光を検出するよう
にしているため、透過光量が紙質にも左右されて測定精
度が低いばかりでなく、厚みが大きなものにあっては減
衰度が大きくなって測定が不可能であるという問題があ
る。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであ
って、その目的とするところは、印刷用紙の紙質や厚み
に関わりなく高い精度で印刷用紙厚を検出することがで
きる新規なプリンタ用印刷用紙厚測定装置を提供するこ
とにある。

（課題を解決するための手段） このような問題を解決するため、本発明においては基
台に取り付けられてプラテン表面に接離可能なレバー部
材と、該レバー部材のプラテン表面からの変位量を光量
に変換する発光素子と受光素子からなる変位検出手段
と、前記手段からの信号を基準値と比較してその差分を
出力する光量検出手段と、測定動作時の時定数が大き
く、また測定動作終了時の時定数が小さく設定された時
定数設定手段と、該時定数設定手段を介して出力する前
記光量検出手段からの信号により前記発光素子への電力
を調整する手段を備えた。

（作用） プラテンからの検出レバーの変位を光量変化に変換す
るため、印刷用紙の紙質に左右されることなく用紙厚を
光量に変換することができ、また検出レバーの変位を光
量に変換するため、用紙厚と光量変化を可及的に直線性
をもたせて測定レンジを広くすることができる。

また時定数設定回路により測定時には自動光量調整機
構を不作動させて用紙厚に基づいて光量変化を生じさせ
る一方、検出レバーが測定動作を終了した時点で自動光
量調整手段を急速に回復させて次の用紙厚測定動作に備
える。

（実施例） そこで、以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づ
いて説明する。

第１図は、本発明の印刷用紙厚検出装置が適用された
プリンタの一実施例を示すものであって、図中符号１
は、プラテンで、プリンタ基台をなす左右のフレーム
５、６に回転可能に設けられ、駆動ピニオンギア３、伝
達ギア４を介して用紙送り用モータ２に接続され、これ
の前方側にはプラテンに平行にキャリッジガイド軸７が
配設されている。このキャリッジガイド軸７は、偏心状
態（第２図）で透孔８、９に回転可能に取り付けられ、
一端にはプラテンギャップ調整ギア12が固定され、駆動
ギア10、伝達ギア11を介してギャップ調整用モータ13に
接続されている。プラテン調整ギア12の側面には、この
ギア12の回動量を光量に変換する位置検出板14が固定さ
れ、また基台33側には検出板14の回動量を電気信号に変
換するための発光素子と受光素子からなるフォトセンサ
ー15が配設されている。

16は、印字ヘッド17を搭載したキャリッジで、ガイド
軸７と、これに平行な第２のガイド軸18に支持され、キ
ャリッジ駆動モータ21のピニオンギア22とアイドルロー
ラ24の間に掛渡されたタイミングベルト23により、プラ
テン軸方向に往復動される一方、ガイド軸７の回動によ
りプラテン１に対して垂直方向にも移動可能に構成され
ている。

20は、基台33に取り付けられた用紙厚検出機構であっ
て、図中符号28は、用紙厚検出レバーで、軸29により回
動可能に基台に取り付けられていると共に、バネ35によ
り常時プラテン１から離れた状態を維持するように設け
られ、また先端が用紙案内板25の窓から突出可能に、さ
らに後端がソレノイドにより駆動されるプランジャ32に
軸31を介して取り付けられている。この用紙厚検出レバ
ー28の後端には後述する変位検出器40が配設されてい
る。

第３図は、前述の変位検出器の一実施例を示すもので
あって、印刷用紙厚検出レバー28に取り付けた遮光板41
と、これを挟むように対向配設した発光素子42と受光素
子43からなる変位検出器44から構成されている。

第４図は、前述の変位検出器44からの信号に基づいて
用紙厚を検出する測定回路の一実施例を示すものであっ
て、図中符号43は変位検出器44を構成する受光素子で、
抵抗45を介して電圧調整回路46に接続され、その出力は
バッファ増幅器48を介して後述する演算増幅器49に入力
している。

49は、前述の演算増幅器で非反転入力端子にはバッフ
ァ増幅器48からの信号が入力すると共に、出力端子との
間には傾斜調整用、つまりスパン調整用の可変抵抗器50
が接続され、また反転入力端子が入力している。

52は、演算増幅器からなる光量検出回路で、非反転入
力端子にはバッファ増幅器48からの信号が、また反転入
力には基準照度設定器53からの信号が入力している。54
は、時定数設定回路で、高抵抗55、コンデンサ56からな
る主時定数設定部と、抵抗55よりも２桁程度抵抗値の小
さい低抵抗57と光量検出回路52の出力が反転した時導通
するダイオード58からなる直列回路を高抵抗55に並列に
接続し、用紙厚検出動作の期間は後述する発光素子出力
調整回路59を不作動にする一方、用紙厚測定の終了後、
検出レバー28が復帰した時点で急速に動作可能となるよ
うに構成されている。

59は、発光素子出力調整回路で、時定数回路54からの
信号によりトランジスタ60を制御して発光ダイオード42
の光出力を設定値となるように調整するものである。

次に、このように構成した装置の動作について説明す
る。

［初期調整］ 組立が終了した段階で、ソレノイド30を付勢して衝撃
的に短時間、例えば25ミリ秒だけ用紙厚検出レバー28の
当接部34をプラテン１に当接させて、変位検出器44の発
光素子から最大光量を受光素子43に入射させる。このと
きのセンサー出力が設定値となるように基準照度設定回
路53を設定すると共に、このときの出力信号が所定値と
なるようにゼロ点調整回路51を調整する。

次に、プラテン１と印字ヘッド17、もしくはキャリッ
ジ16との間隙をゲージ等を用いて基準値となるように偏
心ガイド軸７を回動させる。この状態で、フォトセンサ
ー15と位置検出板14を相対的に移動させて、印字ヘッド
17をプラテン１の表面に対して所定のギャップ長に調整
し（第１図）、ここを基準位置に設定する。

この基準位置で、ソレノイド30を付勢して用紙厚検出
レバー28を引き、レバーの当接部34をプラテン１の表面
に当接させる。これにより、レバー28の当接部34とプラ
テン１表面までの距離に一致して遮光板41が移動するか
ら、ゲージ厚に一致した光量の光が変位検出器44の受光
素子43に入力する。この段階で、このギャップ長に一致
する出力信号がでるように、スパン調整抵抗51を調整す
る。

［用紙厚測定動作］ 印刷を行うべくプリンタに電源を入れると、モータ13
が作動して偏心ガイド軸７を回動させてキャリッジ17を
プラテン１の表面に対して垂直に移動させる。このよう
にして、印字ヘッド17がプラテン表面に対して基準ギャ
ップ長Gsとなる位置まで移動すると、基準位置検出板14
が設定された基準位置に到達してフォトセンサー15から
信号が出力し、モータ13の回転が停止する。

この状態で、印刷用紙を用紙案内25に沿わせて挿入す
ると、検出レバー26が押し下げられて用紙検出器27から
用紙検出信号が出力するから、CPU62が印刷用紙送り用
モータ２を作動させて印刷用紙を初期印刷位置まで移動
させる。

初期印刷位置に印刷用紙がセットされた段階でソレノ
イド30を瞬間励磁し、検出レバー28の当接部34を印刷用
紙Ｐを介してプラテン１に衝撃的に短時間だけ圧接す
る。これにより、遮光板41、フルオープン時に比較して
印刷用紙の厚みだけΔＤだけ上昇した状態で停止するこ
とになり、受光素子43から用紙厚に比例した信号が出力
することになる。

ところで、用紙厚検出動作時には、光量が減少する方
向に変化するため、時定数設定回路54のダイオード58
は、非導通状態を維持する。これにより、時定数設定回
路54は、少なくとも測定期間内においては光量検出回路
52からの出力変化に起因する信号を調整回路59に出力す
るようなことがなく、したがって用紙Ｐの挿入によって
は発光ダイオード42の出力光が変化するようなことにな
らなず、測定動作に影響を与えることはない。

一方、バッファ増幅器48からの信号は、演算増幅器49
により用紙厚に変換されてCPU62に入力し、モータ13を
回動させてこの用紙厚み一致したプラテンギャップを設
定することになる。

このようにして、１枚の用紙に対する紙厚測定動作が
終了して、変位検出器44の光路から遮光板41が退避する
と、光量検出回路52の出力は、紙厚測定動作時とは逆方
向に変化するため、時定数設定回路54のダイオード56が
導通し、低抵抗57とコンデンサ56による小さな時定数に
切換わる。

用紙厚を測定していない状態において、電源電圧の変
動や、発光素子42、受光素子43の劣化により受光素子43
の出力レベルが低下すると、光量検出回路52は光量設定
回路53の設定値に一致させるように信号を出力して、調
整回路59、トランジスタ60を作動させて発光素子42への
電流を調整する。これにより、素子42、43などの劣化に
関わりなく受光素子43からの出力が一定レベルに維持さ
れ、経年変化等による誤差発生が極力防止される。

なお、この実施例においてはダイオード56により時定
数を切換えるようにしているが、トランジスタやリレー
等のスイッチング素子を用いても同様の作用を奏するこ
とは明らかである。

また、この実施例においては、１枚の印刷用紙に対し
て１回の測定を行うようにしているが、レバー部材を間
欠的に複数回作動させ、これの平均値を求めるることに
より測定結果の信頼性を向上させることができる。

（効果） 以上、説明したように本発明においては、基台に取り
付けられてプラテン表面に接離可能なレバー部材と、該
レバー部材のプラテン表面からの変位量を光量に変換す
る発光素子と受光素子からなる変位検出手段と、前記手
段からの信号を基準値と比較してその差分を出力する光
量検出手段と、測定動作時の時定数が大きく、また測定
動作解除時の時定数が小さく設定された時定数設定手段
と、該時定数設定手段を介して出力する前記光量検出手
段からの信号により前記発光素子への電力を調整する手
段を備えたので、プラテンからの検出レバーの変位を光
量変化に変換して印刷用紙の紙質に左右されることなく
用紙厚を光量に変換することができ、また検出レバーの
変位を光量に変換するため、用紙厚の変化と光量変化を
可及的に直線性をもたせて測定レンジを広くすることが
できる。

また時定数設定回路により２種類の時定数を設定した
ので、測定時には自動光量調整機構を不作動にさせて用
紙厚に基づいて光量変化を生じさせる一方、用紙厚測定
動作が終了した時点で自動光量調整手段を急速に回復さ
せて次の用紙厚測定動作に備えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明が適用されたプリンタの要部を示す平
面図、第２図は同上装置の断面図、第３図は印刷用紙厚
検出機構の一実施例を示す側面図、第４図は、同上印刷
用紙検出機構を作動させるための測定回路の一実施例を
示す回路図である。 １…プラテン、２…用紙送りモータ ７…偏心ガイド軸、16…キャリッジ 17…印字ヘッド、28…用紙厚検出レバー 30…ソレノイド、33…基台

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基台に取り付けられてプラテン表面に接離
   可能なレバー部材と、該レバー部材のプラテン表面から
   の変位量を光量に変換する発光素子と受光素子からなる
   変位検出手段と、前記手段からの信号を基準値と比較し
   てその差分を出力する光量検出手段と、測定動作時の時
   定数が大きく、また測定動作終了時の時定数が小さく設
   定された時定数設定手段と、該時定数設定手段を介して
   出力する前記光量検出手段からの信号により前記発光素
   子への電力を調整する手段を備えてなるプリンタにおけ
   る印刷用紙厚測定装置。